물 분자를 쪼개 깨끗한 수소를 만들고자 하는 기술 모색은 전세계에서 수 십 년 동안 이어져왔지만 높은 비용 대비 낮은 성과를 내는 데 그쳐 대부분 성공적이지 못했다. 그러나 최근 택사스 대학 연구원들이 햇빛을 이용하여 물에서 나오는 산소 분자를 효율적으로 분리할 수 있는 저비용 방법을 발견했다. 최근 네이처 커뮤니케이션즈에 발표된 연구결과는 새로운 방법을 통해 깨끗한 수소를 에너지 인프라의 핵심 에너지원으로 더 많이 채택할 수 있게 되었음을 의미한다.

텍사스 대학 연구팀은 저렴한 비용으로 수행할 수 있는 두꺼운 이산화규소층을 통해 전기전도 경로를 만들고 대량 생산으로 확장하는 방법을 사용했다. 이를 위해 연구팀은 반도체 제조에 사용되는 기술을 활용해 이산화규소층을 얇은 알루미늄 막으로 코팅한 뒤 전체 구조를 가열해 이산화규소층을 완전히 연결하는 나노 규모의 알루미늄 '스파이크'를 형성했다. 이는 햇빛을 받으면 물을 효율적으로 산화시켜 산소분자를 형성하는 동시에 별도의 전극에서 수소를 생성해 장시간 작동 시 탁월한 안정성을 보여준다. 반도체 기술에서 착안한 방법으로, 더 큰 규모에서 사용하고자 한다면 연구가 더 이어져야하지만, 연구팀은 기술을 상용화하기 위해 잠정 특허 출원을 했다.

수소 생산은 가열 증기와 메탄을 통해 발생하지만 화석 연료에 크게 의존하고 탄소 배출에 상당부분 기여해 꾸준히 환경론자들의 지적을 받아왔다. 따라서 환경 친화적인 방법을 사용하는 ‘녹색 수소’에 대한 요구가 전세계적으로 점점 더 커지는 한편 학계에서 이를 실현하기 위한 연구를 이어오고 있다. 향후 연구팀은 물 분쇄의 산소 부분의 반응을 높여 효율을 향상시킬계획이다.


최유정 글로벌이코노믹 기자 ahjw25@g-enews.com